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Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe des Typs, wie es in
dem Oberbegriff von Anspruch 1 dargelegt ist.
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US-A-4,377,290 offenbart eine Wellendichtungseinrichtung, die
einen Statorring aufweist, der in radialer Richtung an einer
Rückwand mittels permanent montierter Halteeinrichtungen
befestigt ist, wobei ein Rotorring fest mit den rotierenden
Pumpenteilen verbunden ist. Der Rotorring liegt dichtend an dem
Statorring an. Zwischen der Rückwand und dem Statorring ist eine
ringförmige Kammer vorgesehen, die einen elastischen
Dichtungsring, wie zum Beispiel einen O-Ring, aufnimmt. Die ringförmige
Kammer hat in axialer Richtung eine Länge, welche die Abmessung
des Querschnitts des elastischen Rings, zum Beispiel eines O-
Rings in axialer Richtung überschreitet. Diese Wellendichtung
ist nicht selbstdichtend, weil kein Platz für kleine hin- und
hergehende Bewegungen des elastischen Rings vorhanden ist. Es
gibt keinen einfachen Zugang für das gepumpte Fluid zu der
ringförmigen Kammer.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Pumpe des vorher angeführten
Typs zur Verfügung zu stellen, bei der die Wellendichtung
weniger Reinigung als bisher bekannt erfordert, und bei der die
Wellendichtung ohne die Verwendung von Werkzeugen leicht zu
demontieren/montieren ist, wenn sie manuell gereinigt werden
soll.
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Die erfindungsgemäße Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, daß ein
Bereich der ringförmigen Kammer direkt von der Rückwand begrenzt
begrenzt ist und daß der kegelstumpfförmige Bereich des
Endkragens mit einem oder mehreren umlaufenden, gerundeten
Vorsprüngen versehen ist, die an der ringförmigen Öffnung der
ringförmigen Kammer plaziert sind, wobei die Kammer eine Länge
von 1,1-1,5, vorzugsweise 1,3-1,5 mal dem
Querschnittsdurchmesser des O-Rings hat. Die sich ergebende
Wellendichtung ist besonders leicht zu reinigen, da während des
Betriebs der Pumpe der elastische Dichtungsring kleine hin- und
hergehende Bewegungen in axialer Richtung innerhalb der Kammer
ausführen kann, insbesondere deswegen, weil die Länge der
ringförmigen Kammer in axialer Richtung die Länge des
Dichtungsrings in axialer Richtung überschreitet. Der
trichterartige Einlassdurchgang sichert einen bequemen Zugang
des gepumpten Fluids zu der Kammer und zu dem Dichtungsring.
Mit anderen Worten, der Dichtungsring und seine ringförmige
Kammer sind beide im Wesentlichen selbstreinigend. Im Ergebnis
dessen ist die vorliegende Kreiselpumpe insbesondere für das
Pumpen von flüssigen Nahrungsmitteln geeignet, die natürlich
einen hohen Hygienestandard erfordern. Die Wellendichtung ist
darüber hinaus sehr leicht zu montieren, da keine speziellen
Werkzeuge für ihre Montage erforderlich sind. Nur der
Statorring und der Rotorring müssen ausgewechselt werden, wenn
die Wellendichtung beschädigt ist und diese Bauteile sind
leicht zu demontieren/montieren, da die permanenten
Halteeinrichtung unberührt bleiben.
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Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung
eine umlaufende Vertiefung, die in der Rückwand vorgesehen ist
und die ringförmige Kammer teilweise definiert, angrenzend an
eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Oberfläche auf der dem
Flügelrad zugewandten Seite der Rückwand angeordnet. Damit wird
leicht erreicht, daß auf der Druckseite der Pumpe (der hinteren
Fläche des Flügelrads) zirkulierende Ströme in dem Pumpmedium
entstehen können, wobei die Ströme verhindern, daß in
schädlicher Weise ein Teil des Pumpmediums (des Lebensmittels)
über einen längeren Zeitraum an derselben Stelle bleibt.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen ausführlich erläutert, die zeigen in
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Fig. 1 eine Ausführung der erfindungsgemäßen Pumpe, ausgebildet
als Kreiselpumpe und mit einer speziellen Wellendichtung
versehen, wobei ein großer Teil des Flügelrads sowie des
Pumpengehäuses, mit Ausnahme eines kleinen Teils der Rückwand, entfernt
sind,
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Fig. 2 eine Ansicht der ringförmigen Kammer mit angeordnetem O-
Ring in einem vergrößerten Maßstab, und
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Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten
erfindungsgemäßen Pumpe, ausgebildet als Drehkolbenpumpe.
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Die in Fig. 1 dargestellte Kreiselpumpe weist ein Flügelrad 1,
das mit Schaufeln 2 versehen und an einer Pumpenwelle 3
befestigt ist. Die Pumpenwelle verläuft durch eine Öffnung in der
Rückwand 4 des Pumpengehäuses. Eine Wellendichtungseinrichtung
6 ist zwischen der Rückwand und der Pumpenwelle angebracht. Die
Vorrichtung weist einen Statorring 10, der an der Rückwand 4
befestigt ist und einen Rotorring 25 auf, der fest mit der
Rückseite des Flügelrads verbünden ist und dichtend an der Endfläche
des Statorrings anliegt. Wie zu sehen ist, sind die äußere
Oberfläche der Welle 3 und die innere Oberfläche des Statorrings 10
bzw. des Rotorrings 25 geringfügig voneinander entfernt.
Zwischen der Rückwand 4 und dem Statorring 10 ist eine ringförmige
Kammer 12 vorgesehen, die einen elastischen Dichtungsring, wie
zum Beispiel einen O-Ring 13 aufnimmt. Die Länge der
ringförmigen Kammer 12 in axialer Richtung überschreitet die Abmessung in
axialer Richtung (im vorliegenden Fall den Durchmesser) d des
Querschnitts des O-Rings und die Kammer ist ferner mit einem im
Wesentlichen umlaufenden, trichterartigen Einlassdurchgang 14
versehen. Da die Länge der Kammer 12 in axialer Richtung den
Querschnitt des O-Rings 13 überschreitet, kann der O-Ring 13
während des Betriebs der Pumpe sehr kleine hin- und hergehende
Bewegungen ausführen, wodurch der O-Ring so wirkt, als ob er die
Kammer 12 reinigt. Die Selbstreinigung sichert, daß das
Pumpmedium (wie z. B. ein flüssiges Lebensmittel) sich dauerhaft in den
Ecken der Kammer festsetzt.
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Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die ringförmige Kammer 12
teilweise durch eine innere, umlaufende, vorzugsweise im
Wesentlichen zylindrische Vertiefung 14 in der Rückwand, teilweise durch
eine äußere, im Wesentlichen zylindrische Oberfläche 15 auf dem
Statorring 10 und teilweise durch einen an dem Statorring
vorgesehenen Endkragen definiert sein. Die Endfläche des Rotorrings
25 kann gegen die Endfläche 16a dieses Endkragens anliegen.
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Wie auf der linken Seite in Fig. 2 dargestellt ist, kann die
zylindrische Vertiefung 14 im Übergangsbereich 17 zwischen der
inneren Zylinderfläche der Vertiefung 14 und der ebenen unteren
Fläche 18 der Vertiefung gerundet sein. Die Rundung an dem
übergangsbereich 17 ist normalerweise kreisförmig ausgeführt.
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Der Teil des Endkragens 16 des Statorrings 10, welcher der
Zylinderfläche des Rings 10 zugewandt ist, kann kegelstumpfförmig
ausgebildet und wahlweise mit einem oder mehreren umlaufenden,
gerundeten Vorsprüngen 16b versehen sein. Vorzugsweise hat die
ringförmige Kammer 12 eine Länge von 1,1-1,3, zum Beispiel 1,2-
1,3, mal dem Querschnittsdurchmesser des O-Rings.
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Wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann die in der Rückwand 4
vorgesehene umlaufende Vertiefung 12 benachbart zu einer im
Wesentlichen kegelstumpfförmigen Fläche 4a auf der Seite der Rückwand
4 ausgebildet sein, welche dem Flügelrad 1 zugewandt ist.
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Der Rotorring 25 kann an der hinteren Fläche 1a des Flügelrads
befestigt sein, indem er direkt in das Nabenteil 41 des
Flügelrads 1 eingesetzt ist. Wie zu sehen ist, ist der Rotorring in
eine Hilfsvertiefung 42 in der Nabe des Flügelrads 1 eingesetzt,
wobei die Hilfsvertiefung vorzugsweise zylindrisch ausgebildet
und wahlweise mit einem abgestuften Boden 43 versehen ist. Der
Rotorring kann in der Hilfsvertiefung durch Einpressen oder mit
Hilfe eines Befestigungselements, wie zum Beispiel eines
Befestigungsstifts 44 befestigt sein. Eine zweite Dichtungskammer 46
kann zwischen der Fläche 25a des Rotorrings 25, die radial nach
außen zeigt, und einer Fläche in der Hilfsvertiefung, die radial
nach innen zeigt, vorgesehen sein, wobei ein elastischer
Hilfsdichtungsring, wie zum Beispiel ein Hilfs-O-Ring 47 in die
zweite Kammer eingesetzt ist. Vorzugsweise hat diese Dichtungskammer
in axialer Richtung eine Länge von 1,1-1,5, zum Beispiel 1,2-
1,3, mal der Abmessung (in diesem Fall des Durchmessers) 6 des
Querschnitts des Hilfsrings.
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Der Rotorring 25 und/oder der Statorring 10 können im
Querschnitt im Wesentlichen S-förmig sein.
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Der Statorring 10 kann an der Rückwand 4 des Pumpengehäuses
durch eine topfförmige Abdeckung 19 befestigt sein, die zum
Beispiel durch Schrauben an dem Gehäuse befestigt ist, wobei ein
vorgespanntes Federelement 20, wie zum Beispiel eine
Schraubenfeder, zwischen der Abdeckung und dem Statorring 10 koaxial mit
dem letzteren angeordnet ist und gegen eine ringförmige Scheibe
21 gedrückt wird, welche wiederum gegen die Endfläche des
Statorrings drückt, die von dem Flügelrad 1 abgewandt ist.
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An der Seite, welche der Endfläche des Statorrings zugewandt
ist, kann die ringförmige Scheibe 21 mit wenigstens einem, sich
in axialer Richtung erstreckenden, stiftartigen Vorsprung 22
versehen sein, der mit einer entsprechenden Einkerbung in dem
Ende des Statorrings zusammenwirkt, um zu verhindern, daß sich
der letztere dreht, wobei jedoch trotzdem kleine Bewegungen des
Statorrings in axialer Richtung erlaubt sind. Entlang ihres
Umfangs kann die ringförmige Scheibe mit zwei radial
verlaufenden, stiftartigen Vorsprüngen versehen sein (von denen an der
Bezugszahl 21a in Figur. 1 nur eine sichtbar ist, die mit
Einkerbungen oder Hohlräumen (nicht dargestellt) in dem topfförmigen,
deckelartigen Halteelement. 19 zusammenwirken, so daß die Druckscheibe
21 sich in Bezug auf das Halteelement 19 nicht drehen
kann.
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Ein Ablaufzylinder 24 kann durch eine zentrale Öffnung in der
ringförmigen Scheibe 21 eingesetzt sein und in Fortsetzung des
Statorrings 10 ist ein Hohlraum zwischen er Welle 3 und der
Innenfläche des Statorrings bzw. des Ablaufzylinders vorgesehen,
wobei der Innendurchmesser des Zylinders im Wesentlichen dem
Innendurchmesser des Statorrings 10 entspricht. Der
Ablaufzylinder kann sich durch eine zentrale Öffnung 26 in der Abdeckung 19
nach außen erstrecken. Der Ablaufzylinder kann durch Anpressen
mit Hilfe der ringförmigen Scheibe 21 von einem oder mehreren
Vorsprüngen 27 an dem Ablaufzylinder 24 gegen den Statorring 10
an dem Statorring befestigt werden.
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Der Ausdruck "O-Ring" ist in weitestem Sinne des Wortes zu
verstehen, da dieser Ring nicht nur einen kreisförmigen, sondern
auch einen C-förmigen, quadratischen oder V-förmigen Querschnitt
aufweisen kann.
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Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann die Pumpe eine
Drehkolbenpumpe (Rotations-Zahnradpumpe) sein. Wenn das der Fall ist, sind
zwei Wellen 3' und 3" in der Wand 4' des Pumpengehäuses
angeordnet. Jede Welle ist mit einem Kreiskolben-Zahnrad 1' bzw. 1"
versehen Dem Statorring 10 mit einem elastischen Dichtungsring
22 in Fig. 1 entsprechend sind jetzt die Statorringe 10', 10"
und elastische Dichtungsringe 22' bzw. 22" vorgesehen. Die
permanent montierte Halteeinrichtung ist mit den Bezugszahlen 19',
19" bezeichnet. Der Rotorring, der dem Rotorring in Fig. 1
entspricht, ist in Fig. 3 durch die Bezugszahlen 25, 25"
gekennzeichnet. Die Wellendichtüngseinrichtung in Fig. 3 wirkt in der
gleichen Weise, wie die in Fig. 1 dargestellte Wellendichtung.